Инжектор Ethernet PoE 10/100 Мбит / с: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Здесь мы сделаем простой PoE-инектор, подходящий для Ethernet 10/100 Мбит / с, который также может питаться напрямую от батарей.

Шаг 1: Что нужно?

Если вы устанавливаете подключенное к сети устройство, такое как наружная точка доступа Wi-Fi, IP-камера или WiMax CPE, прокладка другого отдельного кабеля питания может вызвать затруднения.

Итак, если удаленное устройство поддерживает Power over Ethernet, вы можете использовать эту функцию, чтобы избавиться от этого отдельного кабеля питания.

Шаг 2. По какой причине вы хотите сделать его вместо покупки?

• Первое, что приходит на ум, это деньги, есть дешевые форсунки, но многие из них по смехотворной цене. Почему бы не использовать запасные электрические компоненты для работы?
• Еще одним преимуществом является то, что вы можете напрямую подключить его к батарее, что значительно снизит потери мощности.
• А изучение того, как работает Ethernet PoE, является дополнительным преимуществом, ваш следующий беспорядок с PoE будет намного проще.

Шаг 3: Как работает PoE - теория

Как правило, мы используем Ethernet по витой паре, кабель обычно известен как кабель LAN, но физический уровень Ethernet не ограничивается только витыми парами, изначально он использовал коаксиальные кабели! Сейчас широко используются оптические волокна.

В Ethernet 10/100 Мбит / с по витой паре используются только 2 пары (4 провода), поэтому мы можем легко использовать две другие неиспользуемые пары кабеля Cat5 / Cat6 для передачи питания на удаленное устройство.

Профессиональные инжекторы делают гораздо больше, чем просто отправляют мощность, они называются активными инжекторами PoE, но здесь мы собираемся сделать простой вариант, пассивный PoE.

Он не выбирает автоматически профиль мощности, энергопотребление устройства или что-то подобное, а просто подает питание.

Поскольку все 4 пары используются в Gigabit Ethernet, вы просто не можете отрезать неиспользуемые пары для передачи питания.

Шаг 4. Давайте сделаем самодельный инжектор PoE

Этот шаг зависит исключительно от вашего маршрутизатора и доступных компонентов.

• Если маршрутизатор / точка доступа / CPE может получать питание непосредственно от порта Ethernet, вам необходимо настроить только оборудование источника питания (PSE).
• Если маршрутизатор / точка доступа / CPE не может получать питание от порта Ethernet, вам необходимо сделать разветвитель питания на устройстве с удаленным питанием (PD).

На мой взгляд, внешняя точка доступа может получать питание непосредственно от порта Ethernet, поэтому мне не нужно делать разветвитель питания. Для оборудования источника питания (PSE) вы можете использовать его по своему усмотрению.

Я просто срастил 4-дюймовую внешнюю оболочку кабеля UTP Cat5e, разделил синий + белый / синий и коричневый + белый / коричневый провода, снял с них изоляцию и припаял несколько проводов.

Вы даже можете подключать провода без пайки, но это может быть не так прочно, как паяные. Теперь достаточно подключить их к источнику питания, вы можете использовать подходящий адаптер переменного / постоянного тока, предпочтительно тот, который поставляется с вашим устройством.

Или вы можете подключить его к батарее, которая соответствует требованиям к питанию маршрутизатора. Немногие маршрутизаторы, внешняя точка доступа принимает широкий диапазон входных напряжений от 12 В до 24 В, поэтому вы можете безопасно подключить его к свинцово-кислотной батарее на 12 В, не опасаясь.

Если ваш роутер работает от 5 В, то вы можете безопасно подключить его к свинцово-кислотной батарее на 6 В с двумя последовательно включенными диодами 1N4007.

Ниже показано, как я подключил свой маршрутизатор и внешнее CPE напрямую к солнечной батарее 12 В 60 Ач, это обеспечивает почти 3-дневную резервную копию без солнца.

Кабель Cat5e длиной около 25 метров подключен к внешней точке доступа, которая потребляет около 500 мА при 12 В. Маршрутизатор TP-Link успешно работает в широком диапазоне напряжений, напрямую подключаясь к 12 В постоянного тока от аккумулятора.

Шаг 5: советы и расчеты

• Кабель Cat5 всегда расходует некоторую мощность, более высокое напряжение означает меньший ток, следовательно, меньшие потери мощности. Если возможно, попробуйте подключить устройство к более высокому напряжению, например 24 В или 48 В.
• Большинство внешних точек доступа не будут работать, если напряжение на приемном конце упадет ниже 10 В, что приведет к частому сбросу. Итак, рассчитайте падение напряжения в кабеле.

Вот как вы можете рассчитать падение напряжения, согласно спецификации кабелей Cat5e, сопротивление контура постоянного тока на пару составляет около ≤0,188 Ом / м, с худшим кабелем, скажем, 0,2 Ом / м.

Поскольку мы используем пару проводов, включенных параллельно, эффективное сопротивление контура постоянного тока составляет 0,1 Ом / м, поэтому для кабеля длиной 25 м общее сопротивление контура постоянного тока составляет 25x (0,05 × 2) = 2,5 Ом. При 500 мА падение напряжения составит 0,5 × 2,5 = 1,25 В.

Это падение напряжения рассчитывается по наихудшим показателям, поэтому мы можем ожидать падения на 1 В на принимающей стороне. Таким образом, вы должны выбрать блок питания, способный обеспечить соответствующее напряжение, включая падение напряжения.

А теперь еще кое-что о дешевых кабелях Cat5e или Cat6, большинство из них изготовлены из алюминия, плакированного медью, они обладают гораздо более высоким сопротивлением, гораздо большим падением напряжения и потерями мощности. Эти провода ломаются, если их сильно скрутить, это самый простой способ их идентифицировать. Так что для проекта DIY-инжектора PoE используйте хорошие кабели.

Поскольку нет провода, подключенного к внутреннему магнитному полю адаптера Ethernet, он должен работать с любым устройством с поддержкой PoE и картой Ethernet, включая адаптер USB-Ethernet.

Шаг 6: Заключение

Итак, это все для этого проекта. Возможно, в нем отсутствует какая-то полезная информация. Сообщите мне, как я могу улучшить его в комментариях. Дополнительная информация в Википедии.

PoE для Gigabit Ethernet будет немного сложным, поскольку он связан с проталкиванием энергии через магнетизм Ethernet.

При более высоком токе магнетики Ethernet наверняка нагреются или даже взорвутся из-за их ультратонкой обмотки и более высокого сопротивления, будет интересно посмотреть, какой ток они могут нести.